簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)在臨床腫瘤治療中的應(yīng)用分析

田偉　肖澤民　吳志軍

摘要：簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)（simplified intensity modulated radiation therapy，sIMRT）技術(shù)是調(diào)強(qiáng)放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）的一種簡(jiǎn)化模式，在臨床應(yīng)用中發(fā)揮著非常重要的作用。它具有自己的特點(diǎn)和適用范圍。本文綜述是基于簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)技術(shù)與三維適形、調(diào)強(qiáng)放療等技術(shù)的劑量學(xué)對(duì)比以及在腫瘤治療中聯(lián)合其它治療手段的應(yīng)用情況，旨在證實(shí)sIMRT是一種具備應(yīng)用廣泛、簡(jiǎn)易可行、性價(jià)比高和時(shí)效性好等特點(diǎn)的放療技術(shù)，為其在臨床應(yīng)用中提供必要的選擇依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三維適形；簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)；調(diào)強(qiáng)放射治療；劑量學(xué)；臨床應(yīng)用

Abstract：The simplified intensity modulated radiation therapy（sIMRT） is a simplified model of intensity modulated radiation therapy（IMRT），which plays an important role in the course of tumor radiotherapy. sIMRT has its own chacateristics and clinical applicability. In this literature review，we mainly gave the contrast analysis of the dosimetry characteristics among those radiotherapy techniques（3DCRT、sIMRT、IMRT，etc） and the clinical application while sIMRT combined with other therapies， finally， aims to confirm that sIMRT features widely used、simple and feasible、 high ratio of performance-to-cost benefit and good timeliness， besides， providing the necessary basis for clinical application.

Key words：3DCRT；sIMRT；IMRT dosimetry；Clinical application

放射治療作為腫瘤治療的主要手段之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床，據(jù)估計(jì)，每年約有70%左右的腫瘤患者在治療過程中會(huì)應(yīng)用到放射治療。基于三維適形放療（3 dimensional conformal radiation therapy，3DCRT）發(fā)展起來的調(diào)強(qiáng)放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）無疑掀起了放射腫瘤學(xué)史上的一次技術(shù)變革，從此打開了腫瘤放療的新篇章，步入精確放療時(shí)代，該技術(shù)大大降低了腫瘤局部復(fù)發(fā)率和正常組織并發(fā)癥發(fā)生率。所謂調(diào)強(qiáng)，就是將加速器或鈷-60治療機(jī)的平坦度、對(duì)稱性都滿足要求的劑量（率）均勻輸出的射野，變成劑量（率）輸出不均勻的射野的過程[1]。 IMRT技術(shù)克服了3DCRT技術(shù)缺陷，通過利用多個(gè)子野分步照射在三維方向上提高腫瘤內(nèi)劑量和適形度，同時(shí)減少腫瘤周圍危及器官的受照量及受照體積。簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)技術(shù)（simplified intensity modulated radiation therapy，sIMRT）是IMRT的一種簡(jiǎn)化模式，有自己的特點(diǎn)和適用范圍，是一種臨床可選的技術(shù)方案。

1 sIMRT產(chǎn)生背景、定義及應(yīng)用過程

1.1產(chǎn)生背景 隨著計(jì)算機(jī)和圖像科學(xué)的快速發(fā)展及設(shè)備的更新?lián)Q代，3DCRT技術(shù)[2]應(yīng)運(yùn)而生，開始越來越廣泛應(yīng)用于臨床。3DCRT要求照射野的形狀必須與病變（靶區(qū)）的形狀一致，并在三維方向觀上使得腫瘤內(nèi)及表面的劑量處處相等，旨在確保病變（靶區(qū)）接受較高適形度和高劑量的照射，同時(shí)減少周圍正常組織受照劑量和受照體積，尤其是一些優(yōu)先級(jí)別較高的危及器官；但該技術(shù)有一定的缺陷：僅能實(shí)現(xiàn)在射野垂直方向上，腫瘤投影形狀與劑量分布的二維適形；對(duì)形狀極不規(guī)則或?yàn)l臨較多危及器官的腫瘤靶區(qū)，如包繞型、凹陷型和凸出型靶區(qū)，3DCRT技術(shù)很難滿足臨床劑量學(xué)需要。IMRT的出現(xiàn)，邁出了革命性的一部，彌補(bǔ)了3DCRT技術(shù)諸多不足，與其相比，具有計(jì)算機(jī)優(yōu)化的逆向治療計(jì)劃和計(jì)算機(jī)控制的強(qiáng)度可調(diào)節(jié)的治療射線兩大優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)不但保證了腫瘤區(qū)處方劑量的精確性，而且使周邊正常組織結(jié)構(gòu)幾乎不受照射。但I(xiàn)MRT技術(shù)自身也存在不足：子野數(shù)目過多造成了實(shí)際治療時(shí)間延長(zhǎng)、子野跳數(shù)過小增加劑量不確定性；體部器官運(yùn)動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致脫靶照射或劑量疊加；除此之外，醫(yī)療單位還必須投入更多的人力物力及時(shí)間對(duì)每例IMRT患者的治療計(jì)劃進(jìn)行劑量驗(yàn)證。鑒于以上問題，大家在極力尋求一種同時(shí)具備IMRT劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)與3DCRT技術(shù)實(shí)施的簡(jiǎn)便性的放療技術(shù)，sIMRT技術(shù)便脫穎而出，并越來越廣泛應(yīng)用于腫瘤臨床治療中。

1.2定義 sIMRT技術(shù)明確定義最早由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院耿輝、戴建榮[3]等提出：指得是單個(gè)照射野的子野數(shù)目平均≤5個(gè)、子野面積≥10 cm2、子野照射跳數(shù)≥10 MU的調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)。該技術(shù)目前已在國(guó)內(nèi)多數(shù)醫(yī)院開展亦被業(yè)內(nèi)認(rèn)可，是一種定義明確的簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)；另據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，很多學(xué)者也提出了許多針對(duì)某種腫瘤個(gè)體化的簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)技術(shù)，比如2002年Chui等[4]提出一種能產(chǎn)生類似于全體積調(diào)強(qiáng)放療劑量分布的簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)技術(shù)，即他們認(rèn)為與靶區(qū)相交子野的權(quán)重應(yīng)為中位點(diǎn)處照射處方劑量的1/2，相應(yīng)的切線野施照劑量合在一起形成中位點(diǎn)處的處方量，如此，每個(gè)筆形束子野的優(yōu)化強(qiáng)度只是開野在中點(diǎn)劑量的倒數(shù)。該技術(shù)適用于單野或?qū)Υ┮安家耙?guī)律的腫瘤，如乳腺癌、胸壁腫瘤等；另Kestin等[5]針對(duì)乳腺癌放療計(jì)劃提出采用野中野技術(shù)：即在BEV方向觀上利用MLC形成一定數(shù)目的子野用以遮擋高劑量區(qū)，然后通過反復(fù)優(yōu)化每個(gè)子野的權(quán)重最終達(dá)到較均勻的靶區(qū)劑量分布的目的。

1.3應(yīng)用過程 sIMRT技術(shù)應(yīng)用過程與IMRT技術(shù)相同，包含以下四個(gè)環(huán)節(jié)：即模擬定位、計(jì)劃設(shè)計(jì)、計(jì)劃驗(yàn)證和計(jì)劃實(shí)施。計(jì)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)基本上有以下5個(gè)步驟：①根據(jù)靶區(qū)的具體情況合理布野，確定等中心，可遵循3DCRT布野原則；②設(shè)定臨床處方劑量要求；③設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)及約束條件，如靶區(qū)的最小劑量、最大劑量、平均劑量以及接受處方劑量照射的最小體積，危及器官的最大劑量和接受耐受劑量照射的最大體積等；④設(shè)定總的子野個(gè)數(shù)、每個(gè)子野的最小機(jī)器跳數(shù)和最小子野面積，利用直接子野優(yōu)化技術(shù)[6-7]進(jìn)行優(yōu)化，此步驟sIMRT在參數(shù)設(shè)置上有條件限制；⑤反復(fù)評(píng)價(jià)計(jì)算所得劑量分布并調(diào)整優(yōu)化條件，直至得到滿意的劑量分布。

IMRT計(jì)劃驗(yàn)證可根據(jù)文獻(xiàn)[8]介紹的方法：將IMRT治療計(jì)劃移至40 cm×40 cm的固體水標(biāo)準(zhǔn)模體中，將各射野機(jī)架角歸為零度，其他參數(shù)不變，再計(jì)算模體計(jì)劃劑量分布，用半導(dǎo)體探測(cè)器陣列Mapcheck[9]在固體水模體中6 cm深度處測(cè)量每個(gè)射野的劑量分布，并用Low和Harms[10]介紹的方法比較實(shí)測(cè)和計(jì)算的劑量分布。在測(cè)量設(shè)備方面，我們也可以用矩陣電離室PTW729或IBA的Matrixx，大量研究表明[11-14]是可行的，臨床應(yīng)用都非常便捷。由于sIMRT計(jì)劃的子野面積和子野機(jī)器跳數(shù)數(shù)值比較接近3DCRT的相應(yīng)值，故計(jì)劃驗(yàn)證環(huán)節(jié)可按3DCRT技術(shù)相同的驗(yàn)證方法進(jìn)行，較之IMRT計(jì)劃驗(yàn)證便捷了許多。

2 sIMRT與3DCRT、IMRT技術(shù)劑量學(xué)對(duì)比

放療技術(shù)的劑量學(xué)對(duì)比，主要通過分析以下幾方面：劑量體積直方圖（dose-volume histogram，DVH ）、靶區(qū)劑量分布均勻指數(shù)（homogeneity index，HI）、適形指數(shù)（conformity index，CI）、危及器官受照劑量和受照體積以及實(shí)際治療時(shí)間的長(zhǎng)短等。其中HI=D5%/D95%，式中D5%和D95%分別為5%與95%PTV體積所受到的照射劑量；CI=VTref/VT×VTref/Vref，式中VTref為參考等劑量線所覆蓋的靶體積，VT為靶體積，Vref為參考等劑量線所覆蓋的總體積。

sIMRT技術(shù)應(yīng)用在盆腔腫瘤放療中比較常見的是宮頸癌和直腸癌，倪千喜、張九堂[15]等研究發(fā)現(xiàn)，3DCRT 、sIMRT與IMRT三種計(jì)劃的靶區(qū)平均劑量差異不大；靶區(qū)適形度IMRT>sIMRT>3DCRT；危及器官：膀胱，最大劑量差異不大。V40：IMRT0.05，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，V40： sIMRT優(yōu)于3DCRT且稍遜于IMRT，V50三者無差異。機(jī)器跳數(shù)sIMRT<3DCRT

3 sIMRT聯(lián)合其他治療手段臨床應(yīng)用情況

現(xiàn)如今腫瘤治療更趨于選擇綜合性治療方案，sIMRT技術(shù)聯(lián)合其他治療手段在腫瘤治療中應(yīng)用也越來越廣泛，朱 川[22]等在簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)放療聯(lián)合肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)（TACE）治療原發(fā)性肝癌（PHC）的臨床研究中得出以下結(jié)論：sIMRT相對(duì)于IMRT可以獲得近似療效和預(yù)后，于治療中和治療后未增加毒副反應(yīng)，還有減少發(fā)生放射性肝損傷的趨勢(shì)，可作為PHC調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)的常規(guī)替代方式。劉霄[23]等報(bào)道，簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)放療結(jié)合腔內(nèi)放療同步紫杉醇化療治療局部晚期宮頸癌近期效果滿意，是一種肯定有效的治療方法。除此之外，sIMRT技術(shù)聯(lián)合化療、靶向治療和手術(shù)治療也見諸多文獻(xiàn)[24-26]報(bào)道，具有改善療效，提高患者生存率的作用，并且毒性副作用小，具有較好的耐受性，近期療效確切，值得在臨床上研究并推廣使用。

4 討論與展望

sIMRT技術(shù)既解決了3DCRT技術(shù)所不能解決的凹形或多器官包繞靶區(qū)的適形及危及器官保護(hù)的問題，又能克服IMRT技術(shù)的不足；它適用于3DCRT技術(shù)不能滿足臨床需要，同時(shí)IMRT技術(shù)又不能顯著提高計(jì)劃質(zhì)量的情況；該技術(shù)擁有簡(jiǎn)便實(shí)用、性價(jià)比高和時(shí)效性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前可廣泛應(yīng)用于肺癌、直腸癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、肝癌和腦膜瘤等全身各部位的腫瘤放射治療，聯(lián)合手術(shù)、后裝放療、化療、靶向治療等治療手段亦可取得滿意的臨床療效。結(jié)合以上文獻(xiàn)報(bào)道，sIMRT技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯而易見，值得在臨床腫瘤治療中應(yīng)用推廣。除此之外，對(duì)于sIMRT技術(shù)筆者有以下幾方面思考和理解：①醫(yī)科院明確定義的簡(jiǎn)化調(diào)強(qiáng)技術(shù)為大家提供了很好的臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。既然sIMRT技術(shù)是IMRT的一種簡(jiǎn)化模式，本文認(rèn)為只要滿足sIMRT技術(shù)特點(diǎn)和適用范圍的調(diào)強(qiáng)技術(shù)都可以喻為sIMRT，各種腫瘤可能都存在適合它的sIMRT技術(shù)，在臨床應(yīng)用中我們可以根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)最合適的；②sIMRT技術(shù)性價(jià)比高并且簡(jiǎn)便實(shí)用，非常值得在基層醫(yī)院推廣，特別是放療工作量大或人力物力稀缺的基層醫(yī)院；③建議首次應(yīng)用sIMRT技術(shù)的醫(yī)療單位務(wù)必嚴(yán)格質(zhì)控流程，有必要對(duì)前幾例患者放療計(jì)劃進(jìn)行IMRT驗(yàn)證分析；④放療設(shè)備等硬件的性能差異（如加速器的劑量輸出穩(wěn)定性、MLC走位精度、MLC在等中心處的厚度以及TPS劑量計(jì)算、優(yōu)化算法等）可能會(huì)導(dǎo)致相同參數(shù)設(shè)置下的sIMRT計(jì)劃輸出質(zhì)量的千差萬別，具體使用時(shí)應(yīng)多方面考慮；⑤不同劑量分割模式下的sIMRT技術(shù)臨床應(yīng)用有待進(jìn)一步探索；⑥sIMRT技術(shù)聯(lián)合其他腫瘤治療手段的遠(yuǎn)期臨床療效有待隨訪觀察統(tǒng)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)及影像技術(shù)的飛速發(fā)展，勢(shì)必促成調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)更進(jìn)一步的革新，與之適應(yīng)的sIMRT技術(shù)值得去研究并更好服務(wù)于臨床。

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編輯/羅茗柯